自丹麦教授Niels Finsen发现用紫外线可治疗结核病后,人类运用紫外线灭菌现已有超越百年历史。但现在运用的深紫外线灯不只体积巨大、功率低,并且皆含水银,对环境有害。
美国康乃尔大学的研讨团队,最新就研宣布一种体积小且更环保的深紫外线LED光源,并创下现在业界deep-UV LED最低波长的纪录。
图为研讨团队成员,照片来历:美国康乃尔大学
研讨人员选用原子级操控界面的氮化镓(GaN)与氮化铝(AlN)单层薄膜为反响效果区域,成功发射出波长介于232到270奈米的深紫外LED。这种232奈米的深紫外线,创下运用氮化镓为发光资料,所宣布的光线波长最短记载。之前的记载是由日本团队创下的239奈米。
研讨论文《MBE-grown 232-270 nm deep-UV LEDs using monolayer thin binary GaN/AlN quantum heterostructures》于1月27号发表于《应用物理快报》期刊(Applied Physics Letters)网站。
进步紫外线LED功率
现在紫外线LED最大瓶颈就是发光功率,能够由三个方面来衡量:
1. 写入功率:写入反响效果区域的电子通过设备的份额。
2. 内量子功率(IQE):反响效果区域中所有电子发生光子或紫外线的份额。
3. 出光功率:反响效果区域中产出的光子份额,这些光子能够从设备中取出,并且是能够运用的。
论文作者之一SM (Moudud) Islam博士表明:「假如上述三个方面的功率都到达50%,相乘起来只要八分之一,等于发光功率现已降到12%。」
在深紫外线波段,这三方面的功率都很低,但研讨团队发现,运用氮化镓替代传统的铝氮化镓,能够进步内量子功率和出光功率。
而为了进步写入功率,研讨团队选用之前开宣布的技能,在正极(电子)和负极(电洞)载体区域,选用极化感应掺杂法来完成。
研讨开展
在成功提升深紫外LED的发光功率后,研讨团队的下一步是将光源整合到设备内,朝上市的目标跨进。深紫外光的应用领域包括食物保鲜、假钞区分、光触媒、水的净化灭菌等等。